Цифровой преобразователь

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик

<п>921073

Y а ф г ,Г

У"

{61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 10,07.80 (21) 2954895/18-2 1 с присоеаинениент заявки J4(23) Приоритет(51)M. Кл.

Н 03 К 1Э/02

3Ъсударстеенный квинтет

СССР

/ (53) УДК 681. . 325(088.8) Опубликовано 15,04,82, Бюллетень М 14 м делан нэабретеннй н отнрытнй

Дата опубликования описания 18.04.82

Д. А. Пластун и Ю, Н. Чайников (72) Авторы изобретения а.:-.. т

) I с (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРА ЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к импульсной и измерительной технике и может быть использовано для электроакустического иэмерения DapaMeTpoB газовых потоков в частности температуры и перемещения исполнительных органов.

Известны ультразвук овые устр ойства, предназначенные для непрерывного измерения температуры воздушных потоков путем измерения времени, прохождения ультразвуковых импульсов С11.

Недостаток этих устройств заключается в том, что для получения результата необходима дополнительная математичес- . кая операция. Кроме того, эти устройства обладают недостаточной динамической тю точностью и узким диапазоном определяемых параметров.

Наиболее близким техническим реше» нием к предлагаемому является цифровой

20 преобразователь, содержащий электроакустически последовательно соединенные генератор зондирующих импульсов, пер2 вый и второй ультразвуковые преобразоватетвт и приемное устройство, блок сравнения интервалов времени, первый вход которого соединен с первым выходом приемного устройства, а выход - с первым входом преобразователя времякод, первый и второй:последовательно соединенные управляемые двигатели частоты, соединенные управляемыми входами с пре« образователем время- сод 523.

Однако устройство обладает недостаточной динамической точностью. Это связано с тем, что операция вычисления параметра после измерения времени распространения ультразвукового импульса длится в течение времени, в два-три порядка превышающего время измерения. В результате этого снижается частота замеров времени распространения импульсг т и, соответственно, динамическая точность определения параметра, что при больших флуктуациях газового потока имеет существенное значение. Кроме Мого, устройство не позволяет расширить диапа3 92 1O7 зд» параметров, которые могут быть опредежны при имеющемся комплекте алектроакустической аппаратуры.

Цель изобретения - повышение динамической точности-преобразований и рас ширение его функциональных воэможносте й.

Указанная цель достигается тем, что в цифровой преобразователь, содержащий электроакустически последовательно со- ip единенные генератор зондирующих импульсов, первый и второй ультразвуковые преобразователи и приемное уст.ройство, блок сравнения интервалов времени, первый вход которого соединен с первым выходом приемного устройства, а выход - с первым входом преобразователя время-код, первый и второй последовательно соединенные управляемые делители частоты, соединенные управляе.мыми входами с преобразователем время-код, введены делитель, частоты, дешифратор.и регистр памяти, причем делитель частоты счетным входом соединен с выходом первого управляемого делителя частоты, выходом переполненияс входом генератора зондирующих импульсов и вторым входом блока сравнения интервалов времени, третий вход которого соединен с выходом дешифратора, вход которого подключен к первому кодовому выходу делителя частоты, второй кодовый Выход которого соединен с входом регистра памяти, вход записи которого соединен с вторым выходом приемного устройства.

На чертеже изображена блок-схема устройства.

Устройство содержит генератор 1 зондирующих импульсов, ультразвуковые преобразователи 2 и двухканальное приемное

40 устройство 3, блок 4 сравнения интервалов времени, преобразователь 5 время.код, выполненный на реверсивном счетчике, управляемые делители 6 и 7 частоты, делитель 8 частоты, дешифратор 9 и

43 регистр 10 памяти.

Работает устройство следующим образом.

В начальный момент времени преобра- эователь 5 установжн в исходное состояние М< . С включением аппаратуры на вход преобразователя 5 и управляемого делителя 6 поступают импульсы опорной частоты F>. На выходе управляемого де- 5S лителя 6 формируются импульсы частоты

F< = —, поступающие на выход устFî ройства и на счетный вход делителя 8, на

3 4 кодовых выходах которого производится, временная развертка кода. На выходе деши!оатора 9 в процессе вреМенной .развертки кода в момент = ф формируруется импульс, отвечающий моменту достижения разверткой кода М, установленного на дешифр&торе 9.

В кснце развертки кода на выходе переполнения делителя 8 формируется им пульс, запускающий генератор 1 зондирующих импульсов, на выходе которого формируется пачка ультразвуковых импульсов, излучаемых в исследуемый поток газа. В результате зондирования на ультразвуковых преобразователях 2 также формиру-! ются импульсы, которые усиливаюгся и обрабатываются на приемном устройстве

3. Импульс, сформированный на первом выходе приемного устройства 3., поступает на вход блока 4,от неподвижного ультразвукового преобразователя 2, на- ходящегося.на расстоянии -ь or генератора 1. Сформированный импульс поступает по истечении времени где С вЂ” скорость звука в лоцируемой среде. На выходе блока 4 в результате сравнения времени „и г формируется импульс длительностью ь, равный разности временй интервалов ь г. = .„- ь, со знаков того канала, по которому прошел первый импульс. Сформированный импульс на выходе блока 4 длительностью д ь открывает соответствующий знаку канал преобразователя 5 для поступления на него импульсов частоты Fo . Так происходит корректура кода на преобразователе 5 время-код. В результате введения корректуры происходит коррекция частоты F< таким образом, чтобы сравнить временные интервалы и с через делитель 8, При достижении равенст» ва и 1 система приходит в установившееся состояние. При = ф = или >< =ко С, но скорость звука равна с= к ф, где К„- постоянная для данного газа, Т-абсолютная температура. Тогда F =К 4Т, где К= Ко К1.

Таким образом, частота, формюруемая на выходе первого управляемого делителя частоты 6, пропорциональна Т. Часто та Р на выходе делителя 7 равна р =- -. F =К ° Т где К1= — .,СлэдоГ М;

z.-, 1 вательио, частота, формируемая на выхо де второго управляемого делителя 7 частоты, пропорциональна абсолютной темпаратуре Т.

Устройство кроме параметров Т. и

Т среды газа позволяет также измерить

92 10 .перемещение „подвижного ультразвукового преобразователя 2, а также датчика перемещения, с ним связанного. Для этого импульс, полученный на втором выходе. приемного устройства 3, формируемый через интервал времени . = — ., подаL ют на вход записи регистра 10 памяти.

Код, фармируемый делителем 8, к этому времени равен N.<= t.> F, но

Р„=К, ° С, тогца код =Ko L . В реву- Я льтате на выходе -- регистра 10 получают код, пропорциональный перемещению преобразователя 2.

Формула изобретения

Бифр овой преобразователь, содержащий эюктроакустически посжцовательно сое диненные генератор зондирующих импульсов, первый и второй ультразвуковые rtpeобразователи и приемное устройство, блок сравнения интервалов времени, первый вход которого соединен с первым выходом приемного устройства а выход -с первым входом преобразователя время — код, первый и второй последовательно соедн

73 6 ненные управляемые делители частоты, соединенные управляемыми входами с преобразователем время-код, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения динамической точности преобраэова« ния и расширения функциональных воэможностей, в него введены делитель часто ты, дешифратор и регистр памяти, причем делитель частоты сжтным входом соединен с выходом первого управляемого делителя частоты, выходом перепол нения - с выходом генератора зондиру юших импульсов и вторым входом блока сравнения интервалов времек, третий вход которого соединен с выходом де шифратора, вход которого подключен к первому кодовому выходу целителя час тоты, второй коцовый выход которого соединен с входом регистра памяти, вход записи которого соединен с вторым вы ходом приемного устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 173459, кл. G 01 g 11/38 1963. .2. Авторское свидетельство СССР

Ж 658732, кл. H 03 К 13/02, 1979.

ВН ИИПИ Заказ 23QO/74 Тираж 954 Подписное

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул.,Проектная, 4